ריפוי מחלות אלמוגים על ידי בקטריופאג'ים

אלמוג נגוע. צילום: גיל שרון

אילאיל אטד-פרת, המחלקה למיקרוביולוגיה מולקולארית ולביוטכנולוגיה
עבודה לשם קבלת תואר דוקטור
מנחה: פרופ' יוג'ין רוזנברג, אוניברסיטת תל-אביב


בעשורים האחרונים חלה עלייה בשכיחות של מחלות אלמוגים ברחבי העולם. התופעה מדאיגה בגלל החשיבות הרבה של שוניות האלמוגים לסביבה ולאדם. חלק מהמחלות שתוארו נגרמות על ידי חיידקים, ולכן המחקר הנוכחי בחן אפשרות חדשנית לטיפול במחלות אלמוגים ממקור חיידקי. שיטת הטיפול שנבחנה היא ריפוי באמצעות בקטריופאג'ים – Phage therapy. בקטריופאג'ים הם וירוסים שמתקיפים חיידקים, ולכן הם מהווים כלי יעיל למלחמה בחיידקים. לטיפול שכזה יש כמה יתרונות:
 
  • מוכרים מינים רבים של בקטריופאג'ים, וכל אחד תוקף חיידקים מסוימים ולא פוגע בחיידקים אחרים.
  • בקטריופאג'ים חיים באופן טבעי בסביבה, כולל באלמוגים, ולכן הם טבעיים למערכת האקולוגית. הבקטריופאג'ים ששימשו למחקר בודדו מהים.
  • בקטריופאג'ים יתרבו כל עוד החיידק שאותו הם תוקפים נמצא בסביבה, ולאחר שהחיידקים ימוגרו – ייעלמו מהמערכת גם הבקטריופאג'ים.
 
החלק הראשון של המחקר התחקה אחר בקטריופאג'ים וחיידקים באלמוגים בריאים במטרה ללמוד על הדינמיקה הטבעית שלהם. בניסוי עקבנו גם באופן ספציפי אחרי מין אחד של חיידק ומצאנו שבעקבות עלייה בשכיחות שלו ברקמת האלמוג עולה גם השכיחות של הבקטריופאג'ים שהוא מאחסן. העלייה בשכיחות הבקטריופאג'ים הביאה לירידה בשכיחות החיידק, ובהמשך נראתה ירידה בשכיחות הבקטריופאג'ים שנבעה מהיעלמות החיידק מהמערכת. זהו הדיווח הראשון על שליטה וירלית באוכלוסיית חיידקים באלמוגים.
 
בחלק השני של המחקר בחנו את הטיפול באמצעות בקטריופאג'ים בשתי מערכות מודל. המחלה הראשונה שנבחנה הייתה White plague-like שפוגעת באלמוגים במפרץ אילת. הוספנו בקטריופאג'ים מתאימים לים בסמוך לאלמוגים ועקבנו אחר שיעור העברת המחלה בין אלמוגים חולים לבריאים בשתי קבוצות – אלמוגים בריאים וחולים שטופלו בבקטריופאג'ים וקבוצת ביקורת שלא טופלו. שיעור העברת המחלה מאלמוג חולה לבריא בקבוצת הביקורת היה 61%, לעומת 5% בלבד בקבוצת הטיפול אשר נחשפה לבקטריופאג'. יתרה מכך, הבקטריופאג' הפחית בצורה משמעותית את התקדמות המחלה במושבות החולות עצמן.
 
כדי לאשש את יעילות השימוש ב-phage therapy לטיפול במחלות אלמוגים בים, בחנו מחלה נוספת: White syndrome (WS), הפוגעת באלמוג Acropora cytharea באיי מרשל. בניסויים שנערכו בים, אלמוגים חולים שנחשפו לבקטריופאג'ים למשך יממה אחת מתו כעבור ימים ספורים, ואילו אלמוגים שנחשפו לבקטריופאג'ים למשך שלושה ימים, שרדו למשך לפחות 47 ימים. שני הניסויים שערכנו בים מדגימים כי phage therapy הינה שיטה קלה, טבעית ובטוחה לטיפול במחלות אלמוגים בים ולמניעת הדבקה בין אלמוגים.
 
לסיכום, מחקר זה מציג לראשונה את הדינמיקה שבין בקטריופאג'ים וחיידקים באלמוג ואת תפקיד הבקטריופאג'ים בשליטה על אוכלוסיית החיידקים באלמוג. המחקר הנוכחי מראה לראשונה כי ניתן להשתמש ב-phage therapy לטיפול במחלות ולמניעת התפשטות מחלות אלמוגים בים.

תכנים